Name: מדידה וניתוח של מימן אטומי והמולקולרי דו האטומי ALO, C 2, CN, וההתפלגות מושרה הלייזר הבא TIO הספקטרום אופטית (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-14T14:45:00.000+00:00
Duration: 9 min 40 s
Description: למד מדידת פליטות אטומיות ומולקולריות בפלזמה שנוצרה על ידי לייזר. חקור את האבולוציה הזמנית של ספקטרום, צפיפות האלקטרונים והטמפרטורה בפלזמה באמצעות ספקטרוסקופיית שבירת לייזר.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מודים למר JO Hornkohl על התעניינות ודיון בחישוב חוזק שורה המולקולרית דו אטומי. עבודה זו בוצעה בחלקו נתמך על ידי המרכז ליישומי לייזר באוניברסיטת טנסי מכון החלל.

1. הגדרת מערכת אופטית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח במפצל אלומה ביציאה של הלייזר, המאפשר לאור באורך גל 1,064 ננומטר לעבור וכדי לשקף את כל קרינת הלייזר חולפת אחרת לתוך מזבלה קורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח גלאי photodiode PIN במהירות גבוהה כדי להקליט חלק מקרינת הלייזר המוחזר מן מפצל הקרן. חבר גלאי זה לאוסצילוסקופ עם כבלים קואקסיאליים כדי לפקח על הדופק האופטי ביחס למפעילה על ידי המחולל האותות והמופע של Q-המיתוג בNd: YAG לייזר מכשיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר שלוש מראות רעיוני IR למצב מקביל קורה כדי החריץ של ספקטרומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם עדשה מעל הבמה translational למקד את הקרן על מנת ליצור במקביל פלזמה אופטית התמוטטות לחריץ ספקטרומטר. יישר את שתי עדשות קוורץ לצורך ההדמיה הפלזמה על החריץ. שתי העדשות תוך התמקדות בצורה אופטימלית שיתאימו לעיצוב ספקטרומטר, כלומר יש לו את העדשה הסופית aperture להשיג # af זהה עם F # האופטיקה הפנימית של ספקטרומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדידות מעל 380 ננומטר, מקם לחתוך במסנן בין שתי העדשות לצורך חסימת קרינה מתחת 380 ננומטר. לחתוך במסנן מדכא תרומות אפשריות UV (בשל סדר 2 של צורם) לספקטרום הנמדד. </li></ol> 2. התקנת רכישת נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר במחולל אותות צורת גל מתן גל משולש ב50 הרץ למעגל הפרד על ידי וחמש שנבנה מותאם אישית כדי להשיג 10 הרץ. המנתח רב ערוצי אופטיים (OMA) מופעל ב50 הרץ ומנורות הבזק של Nd: YAG הלייזר מופעלים באופן סינכרוני ב10 הרץ. אפשר להשתמש ICCD במקום של OMA, הפועל באופן סינכרוני בשיעור של קרינת לייזר פעם גם כן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר אחד מהיציאות של מעגל הפרד על ידי וחמש שנבנה מותאם אישית לגנרטור עיכוב דיגיטלי. השתמש בפלט אחד לסנכרן Nd: YAG ומנורות הבזק פלט אחר להמשךרול ההדק של מגבר מערך דיודה ליניארי ומנתח רבי ערוצים אופטיים. שוב, במקום מערך דיודה ליניארי התעצם וOMA אחד יכול להשתמש ICCD. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את פלט ההדק מתכווננת של מכשיר הלייזר לאוסצילוסקופ ומחולל את דופק. אוסצילוסקופ ישמש כדי לפקח כאשר קרינת לייזר פעם תהיה זמינה עבור דור התמוטטות אופטי או אבלציה לייזר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו את יציאת מתח הגבוה של הגנרטור הדופק הדיגיטלי למערך דיודה ליניארי התעצם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו את היציאה אחרת של מחולל את הדופק לאוסצילוסקופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו את יציאת מערך דיודה ליניארי התעצמה לOMA. </li></ol> 3. סנכרון ומדידה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הגנרטור פונקצית גל טופס פלט דופק משולש הפועל בהרץ 50 ± 1. גנרטור פונקציה זו מספק את התדר הראשי. מעגל בנוי מותאם אישית הפרד על ידי וחמש וגנרטור עיכוב דיגיטלי משמשים עבור acלאצור סנכרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליזום מערכת קירור מים ואספקת חשמל למכשיר לייזר. הפעל לייזר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבע את הזמן לקרינת לייזר לנסוע מצמצם היציאה של Nd: YAG לייזר לאזור מול חריץ ספקטרומטר כדלקמן: מדוד את המרחק של נתיב האור ולחשב את זמן המעבר באמצעות המהירות של אור. דין וחשבון על זמן המעבר הזה בקביעת זמן השהית שער בשלב הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על הגנרטור הדופק הדיגיטלי, להגדיר את רוחב השער למדידה ואת זמן השהיה מהתמוטטות אופטית או דופק אבלציה לייזר, ולהשתמש באוסצילוסקופ כדי לפקח על זמן העיכוב. זמן ההשהיה יקבע כמה זמן לחכות לאיסוף נתונים לאחר ההתמוטטות מתרחשת. רוחב השער קובע כמה זמן מערך דיודה חשוף לקרינת פלזמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור התמוטטות אופטית באוויר ו / או למקם את מדגם על הבמה translational כזה שאבלציה תתרחש. תמונת microplasma על חריץ ספקטרומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגין מדידות ונתוני שיא עם המערך התעצם ליניארי דיודה ומנתח רבי ערוצים אופטיים (או עם ICCD). </li></ol> 4. כיול אורך גל <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שיא ספקטרום ממנורות סטנדרטיות כיול: ניאון, כספית, ומנורות מימן. השתמש בהסדר ניסיוני עם מנורות לשים במקום שבו נוצר ופלזמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש באורכי הגל הידוע ממנורות, לבצע ליניארי או מעוקבים לנכון לקבל את התכתבות פיקסל הגל. מטרת כיול מדויק היא לתקן ללינאריות שמזוהות בדרך כלל עם מדידה של ספקטרום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על כיולים עבור H, C 2, CN, ואזורי רפאים TIO של עניין. </li></ol> 5. כיול עוצמה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל מנורת כיול טונגסטן ולחכות שזה כדי להתחמם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש pyrometer אופטי כדי למדוד את הטמפרטורה של המנורה הפעילה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בהסדר ניסיוני לrecord הספקטרום של המנורה הפעילה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב עקומת גוף שחור מהחוק הקרינה של פלאנק באמצעות הטמפרטורה נמדדת כפרמטר קלט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאים את העקומה המחושבת לספקטרום של המנורה הפעילה. לקבוע את הגורמים שבו העוצמות שנרשמו מהעקומה המחושבת. החל גורמים אלה כדי לתקן ספקטרום שנרשם לרגישות אורך גל תלוי של הגלאי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על פעולה זו עבור כל אזור ספקטרומטר היה בשימוש. </li></ol> 6. העברת נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכין מדיום להעברת קבצים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכל מדידת נתונים, להקליט אותו על המדיום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את המדיום הזה ולהעלות את הקבצים על זה למחשב בעבודה. </li></ol> 7. קובץ הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור כל קובץ, לנתח אותו לחלקים, אחד המכיל את הנתונים שנרשמו, ואחרים המפרטים גל מתחיל ושינוי באורך גל ממוצע לנקודת נתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בסעיפים הבאים כדי ליצור קובץ חדש שיתאיםאורכי גל עם הנתונים שנרשמו. </li></ol> 8. ניתוח מולקולרי דו אטומי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את הקובץ וקובץ גל כוח הקו מקביל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את נקודת ההתחלה לקזז. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבע אם הקיזוז הוא קבוע, ליניארית, או ריבועית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את המקדמים המקביל לשני ערכים קבועים או משתנים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגדיר את הרזולוציה ואת הטמפרטורה, אשר שניהם יכולים להיות קבוע או מגוון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הסובלנות של התאמה לספקטרום הסינתטי כדי להיות בכושר לספקטרום הנמדד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את ממוחשבת לספקטרום הניסיוני באמצעות אלגוריתם Nelder-מיד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בפרמטרים המתאים ביותר של הספקטרום המחושב לכל מדידה, להסיק את הפרמטרים microplasma נצפו בעיכובים השונים בזמן ורוחב שער בשימוש. </li></ol>

<ol><li>Miziolek, A. W., Palleschi, V., Schechter, I. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMiziolek%2C+AW+%22Laser+Induced+Breakdown+Spectroscopy%22">Laser Induced Breakdown Spectroscopy</a>. , Cambridge University Press. New York. (2006).</li>
<li>Cremers, D. E., Radziemski, L. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCremers%2C+DE+%22Handbook+of+laser-induced+Breakdown+Spectroscopy%22">Handbook of laser-induced Breakdown Spectroscopy</a>. , John Wiley. New York. (2006).</li>
<li>Singh, J. P., Thakur, S. N. Laser Induced Breakdown Spectroscopy. , Elsevier Science. New York. (2007).</li>
<li>Hahn, D. W., Omenetto, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser-induced+breakdown+spectroscopy+%28LIBS%29%2C+Part+I%3A+review+of+basic+diagnostics+and+plasma-particle+iterations%3A+still-challenging+issues+within+the+analytical+plasma+community%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS), Part I: review of basic diagnostics and plasma-particle iterations: still-challenging issues within the analytical plasma community.</a> Appl. Spectrosc. 64, (2010).</li>
<li>Hahn, D. W., Omenetto, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser-induced+breakdown+spectroscopy+%28LIBS%29%2C+Part+II%3A+review+of+instrumental+and+methodological+approaches+to+material+analysis+and+applications+to+different+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS), Part II: review of instrumental and methodological approaches to material analysis and applications to different fields.</a> Appl. Spectrosc. 66, 347 (2012).</li>
<li>Parigger, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+and+molecular+emissions+in+laser-induced+breakdown+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Spectrochim.+Acta+Part+B%22%5BJournal%5D)">Atomic and molecular emissions in laser-induced breakdown spectroscopy.</a> Spectrochim. Acta Part B. 79, 4-16 (2013).</li>
<li>Konjević, N., Lesage, A., Fuhr, J. R., Wiese, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+Stark+widths+and+shifts+for+spectral+lines+of+neutral+and+ionized+atoms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Ref.+Data%22%5BJournal%5D)">Experimental Stark widths and shifts for spectral lines of neutral and ionized atoms.</a> J. Phys. Chem. Ref. Data. 31, 819-927 (2002).</li>
<li>Oks, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stark+broadening+of+hydrogen+and+hydrogen-like+spectral+lines+in+plasmas%3A+the+physical+insight%5BTitle%5D)+AND+%22Alpha+Science+Int%22%5BJournal%5D)">Stark broadening of hydrogen and hydrogen-like spectral lines in plasmas: the physical insight.</a> Alpha Science Int. , Oxford. (2006).</li>
<li>Parigger, C. G., Dackman, M., Hornkohl, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-resolved+spectroscopy+measurements+of+hydrogen-alpha%2C+-beta%2C+and+-gamma+emissions%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Time-resolved spectroscopy measurements of hydrogen-alpha, -beta, and -gamma emissions.</a> Appl. Opt. 47, (2008).</li>
<li>Parigger, C. G., Oks, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogen+Balmer+series+spectroscopy+in+laser-induced+breakdown+plasmas%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+Rev.+Atom.+Mol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Hydrogen Balmer series spectroscopy in laser-induced breakdown plasmas.</a> Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 1, 13-23 (2010).</li>
<li>Lucena, A. D., Tobaria, L. M., Laserna, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+challenges+and+insights+in+the+detection+and+spectral+identification+of+organic+explosives+by+laser+induced+breakdown+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Spectrochim.+Acta+Part+B%22%5BJournal%5D)">New challenges and insights in the detection and spectral identification of organic explosives by laser induced breakdown spectroscopy.</a> Spectrochim. Acta Part B. 66 (1), 12-20 (2011).</li>
<li>Swafford, L. D., Parigger, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+hydrogen+Balmer+Series+lines+following+laser-induced+optical+breakdown+in+laboratory+air%5BTitle%5D)+AND+%22Accepted%2C+Int.+Rev.+Atom.+Mol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Measurement of hydrogen Balmer Series lines following laser-induced optical breakdown in laboratory air.</a> Accepted, Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 4 (1), (2013).</li>
<li>Hornkohl, J. O., Nemes, L., Parigger, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectroscopy+of+Carbon+Containing+Diatomic+Molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Spectroscopy%2C+Dynamics+and+Molecular+Theory+of+Carbon+Plasmas+and+Vapor%22%5BJournal%5D)">Spectroscopy of Carbon Containing Diatomic Molecules.</a> Spectroscopy, Dynamics and Molecular Theory of Carbon Plasmas and Vapor. Nemes, L., Irle, S. , World Scientific. Singapore. 113-165 (2011).</li>
<li>Parigger, C., Hornkohl, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diatomic+molecular+spectroscopy+with+standard+and+anomalous+commutators%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+Rev.+Atom.+Mol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Diatomic molecular spectroscopy with standard and anomalous commutators.</a> Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 1, 25-43 (2010).</li>
<li>Parigger, C. G., Hornkohl, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computation+of+AlO+emission+spectra%5BTitle%5D)+AND+%22Spectrochim.+Acta+Part+A%22%5BJournal%5D)">Computation of AlO emission spectra.</a> Spectrochim. Acta Part A. 81, 404-411 (2011).</li>
<li>Hermann, J., Peronne, A., Dutouquet, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+the+TiO-%CE%B3+System+for+temperature+measurements+in+laser-induced+plasma%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+B%3A+At.+Mol.+Opt.+Phys%22%5BJournal%5D)">Analysis of the TiO-γ System for temperature measurements in laser-induced plasma.</a> J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 34, 153-164 (2001).</li>
<li>Woods, A. C., Parigger, C. G., Hornkohl, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurements+and+analysis+of+titanium+monoxide+spectra+in+laser-induced+plasma%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Measurements and analysis of titanium monoxide spectra in laser-induced plasma.</a> Opt. Lett. 37, 5139-5141 (2012).</li>
<li>Witte, M. J., Parigger, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+and+analysis+of+carbon+Swan+spectra+following+laser-induced+optical+breakdown+in+air%5BTitle%5D)+AND+%22Accepted%2C+Int.+Rev.+Atom.+Mol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Measurement and analysis of carbon Swan spectra following laser-induced optical breakdown in air.</a> Accepted, Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 4 (1), (2013).</li>
<li>Surmick, D. M., Parigger, C. G., Woods, A. C., Donaldson, A. B., Height, J. L., Gill, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+emission+Spectra+of+Aluminum+Monoxide+in+a+Solid+Propellant+Flame%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+Rev.+Atom.+Mol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Analysis of emission Spectra of Aluminum Monoxide in a Solid Propellant Flame.</a> Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 3 (2), 2-137 (2012).</li>
<li>Woods, A. C., Parigger, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-resolved+Temperature+Inferences+Utilizing+the+TiO+A3%CF%86%E2%86%92X3%CE%94+Band+in+Laser-induced+Plasma%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+Rev.+Atom.+Mol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Time-resolved Temperature Inferences Utilizing the TiO A3φ→X3Δ Band in Laser-induced Plasma.</a> Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 3 (2), 103-111 (2012).</li>
</ol>

כל המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

הזמן לפתור פרוטוקול מדידה ותוצאות נציג נדונים נוסף כאן. חשוב לסנכרן את פעימות הלייזר, שנוצרו בשיעור של 10 הרץ, עם תדירות ההפעלה 50 הרץ של המערך התעצם ליניארי דיודה ו-OMA (או ICCD). יתר על כן, עיתוי מדויק של פעימות לייזר ופתיחת השער של המערך התעצם ליניארי דיודה (או לחלופין ICCD) הוא חיוני. גנרטור הגל, שמסומן בסכימה הניסיונית, משמש לסנכרון פעימות הלייזר והתעצם readout המערך ליניארי דיודה שמושגת עם המנתח רב ערוצי האופטי. גנרטור דופק מנוצל כדי להתאים את עיכוב הזמן למדידות. <p clas...

יש טכניקות ספקטרוסקופיה התמוטטות מושרה לייזר (LIBS) 1-5 יישומים ב6-12 האטומי ומחקרים מולקולריים של הפלזמה 13-20 שנוצרה עם קרינת לייזר. נפתר ספקטרוסקופיה זמן היא חיונית לקביעת המאפיינים החולף של הפלזמה. טמפרטורה וצפיפות אלקטרונים, אבל לתת שם שני פרמטרים פלזמה, ניתן למדוד סיפקו מודל תיאורטי סביר של התמוטטות הפלזמה הוא זמין. הפרדה של קרינת אלקטרונים חופשיים מפליטה אטומית ומולקולרית מאפשרת לנו לחקור במדויק תופעות חולפות. על ידי התמקדות בחלון זמן מסוים, ניתן &quot;להקפיא&quot; את דעיכת פלזמה ובכך להשיג את טביעות האצבעות ספקטרוסקופיות מדויקות. יש LIBS מגוון רחב של יישומים ולאחרונה עניין בLIBS אבחון מראה גידול ניכר כאשר היא נמדדת על ידי מספר חוקרי פרסום בתחום. microplasma Pico-וfemtosecond שנוצר הוא של מתמשךעניין מחקר, לעומת זאת, הסדרי LIBS היסטורי ניסיוניים לנצל קרינת לייזר שבריר שנייה. איור 1 מציג הסדר ניסיוני אופייני לספקטרוסקופיה התמוטטות מושרה לייזר. עבור פרוטוקול זה, אנרגיית ההתמוטטות הפונקציונלית לקרן הראשונית היא בסדר הגודל של 75 דופק MJ, באורך הגל אינפרא אדום של 1,064 ננומטר. אנרגיה דופק זה יכול להיות מותאם לפי צורך. . הפלזמה מפוזרת על ידי ספקטרומטר ונמדדה עם מערך התעצם ליניארי דיודה ו-OMA, או לחלופין, צילם על גבי התקן צמוד מטענים 2 ממדים מוגברים (ICCD) איור 2 ממחיש את דיאגרמת העיתוי לניסויי זמן נפתר: סנכרון של פעם קרינת לייזר עם קריאת נתונים, הדק דופק לייזר, אש לייזר, ועיכוב שער פתוח. זמן נפתר ספקטרוסקופיה המוצלחת דורשת נהלי כיול שונים. נהלים אלה כוללים כיול אורך גל, גבתיקון קרקע, והכי חשוב, תיקון רגישות של הגלאי. הרגישות תוקנה הנתונים חשובים להשוואה של ספקטרום נמדד ודגם. לעלייה של יחס אות לרעש, אירועי התמוטטות לייזר המושרה מספר נרשמים.

<table><tbody><tr><td>תיבה מותאמת אישית</td><td>UTSI</td><td>ללא</td><td>מחלק ומרכך אותות. ניתן להשתמש באוסילוסקופ במקום זאת.</td></tr><tr><td>מחולל עיכוב/דופק דיגיטלי ארבעה ערוצים</td><td>סטנפורד מערכות מחקר, בע"</td>מ<td>דגם DG535</td><td>חברות: Tequipment, diyAudio</td></tr><tr><td>ארבעה ערוצים צבע זרחן דיגיטלי אוסילוסקופ</td><td>Tektronix</td><td>TDS 3054</td><td>500 מגה-הרץ - 5 GS לשנייה, חברות: אמזון, Tektronix, Fluke, Agilent Technologies, Pico Technology</td></tr><tr><td>Wavetek FG3C מחולל פונקציות</td><td>Wavetek</td><td>FG3C</td><td>חברות: Tequipment, Stanford Research Systems, BK Precision</td></tr><tr><td>Nd: YAG לייזר</td><td>Quanta-Ray</td><td>DCR-2A(10) PS</td><td>קרינת לייזר, דרגה IV.&nbsp; חברות: Lambda Photometrics, Continuum, Ellipse, Newport</td></tr><tr><td>Si Biased Detector</td><td>Thorlabs</td><td>DET10A/M</td><td>200-1,100 ננומטר, עם מסנן רפלקטיבי ND10A. חברות: קנברה, אדמונד אופטיקה</td></tr><tr><td>Nd: YAG לייזר קו מראה, 1,064 ננומטר</td><td>Thorlabs</td><td>NB1-K13</td><td>חברות: אדמונד אופטיקה, ניופורט</td></tr><tr><td>1 בעדשת סיליקה דו-קמורה התמזגה,</td><td>ניופורט</td><td>SBX031</td> לא מצופה <td>חברות: אדמונד אופטיקה, Thorlabs</td></tr><tr><td>2 בעדשת סיליקה פלנו-קמורה התמזגה,</td> עדשת <td>ניופורט</td><td>SPX049</td><td>קמורה לא מצופה, f/4.&nbsp; חברות: Edmund Optics, Thorlabs</td></tr><tr><td>Spectrograph</td><td>Instruments S.A. חטיבת Jobin-Yvon</td><td>HR 640</td><td>חברות: אנדור, ניופורט, Horiba</td></tr><tr><td>בקר ידני ואלקטרוני לספקטרוגרף</td><td>אינסטרומנטס חטיבת SA ג'ובין-איבון</td><td>דגם 980028</td><td>בקר ידני ואלקטרוני לספקטרוגרף</td></tr><tr><td>מגה 4000</td><td>מגה</td><td>דגם 129709</td><td>ממשק מחשב לספקטרוגרף</td></tr><tr><td>Gateway 2000 Crystal Scan 1024 צג</td><td>Gateway</td><td>PMV14AC</td><td>צג לממשק מחשב</td></tr><tr><td>אוסילוסקופ 20 מגה-הרץ</td><td>BK דיוק</td><td>דגם 2125</td><td>חברות: אמזון, Tektronix, Fluke, Agilent Technologies, Pico Technology</td></tr><tr><td>6040 מחולל דופק אוניברסלי</td><td>Berkeley Nucleonics Corporation</td><td>דגם 6040</td><td>חברות: Agilent Technologies, Tektronix, Quantum Composers</td></tr><tr><td>רכיב נפרד למחולל דופק אוניברסלי 6040</td><td>Berkeley Nucleonics Corporation</td><td>דגם 202 H</td><td>רכיב נפרד למחולל דופק אוניברסלי 6040</td></tr><tr><td>מצלמת ICCD</td><td>EG& G Parc</td><td>דגם 46113</td><td>חברות: אנדור, Standford Computer Optics, LaVision, Hamamatsu</td></tr><tr><td>OMA III</td><td>EG& G Parc</td><td>Model 1460</td><td>איסוף וניתוח נתונים ספקטרליים. היחידה הופסקה, והוחלפה בתוכנה המותקנת במחשבים.</td></tr></tbody></table>

מדידה וניתוח של מימן אטומי והמולקולרי דו האטומי alo, c<sub&gt; 2</sub&gt;, cn, וההתפלגות מושרה הלייזר הבא tio הספקטרום אופטית

Measurement and Analysis of Atomic Hydrogen and Diatomic Molecular AlO, C2, CN, and TiO Spectra Following Laser-induced Optical Breakdown

בעבודה זו, אנו מציגים מדידות זמן נפתר של ספקטרום אטומי ודו אטומי הבאות התמוטטות אופטית לייזר המושרה. משמש הסדר LIBS טיפוסי. כאן אנו פועלים Nd: YAG לייזר בתדר של 10 הרץ באורך הגל הבסיסי של 1,064 ננומטר. 14 NSEC פולסים עם anenergy של 190 mJ / דופק ממוקדים לנקודה בגודל 50 מיקרומטר לייצר פלזמה מהתמוטטות אופטית או אבלציה לייזר באוויר. Microplasma הוא צילם על גבי חריץ הכניסה של ספקטרומטר 0.6 מ &#39;, וספקטרום נרשם באמצעות 1,800 חריצים / מ&quot;מ צורם מערך דיודה ליניארי התעצם ומנתח רבי ערוצים אופטיים (OMA) או ICCD. עניין הם קווים אטומיים הרחיבו-סטארק של הסדרה באלמר מימן להסיק צפיפות אלקטרונים. אנחנו גם להרחיב את הדיבור על מדידות טמפרטורה מספקטרום פליטה דו אטומי של חד תחמוצת אלומיניום (ALO), פחמן (C 2), ציאנוגן (CN), וחד תחמוצת טיטניום (Tio). הפרוצדורות כוללות wavelength וכיולי רגישות. ניתוח של הספקטרום המולקולרי נרשם מושגת על ידי ההוספה של נתונים עם עוצמות שורה נספרו. יתר על כן, סימולציות סוג מונטה קרלו מבוצעות כדי להעריך את שולי השגיאה. מדידות זמן נפתר חיוניות לפלזמה חולפת נתקלה בדרך כלל בLIBS.

LIBS מנצל קרינת לייזר פעם כדי ליינן מספיק מדגם כדי ליצור פלזמה. התפלגות מושרה לייזר של חומרים גזיים תיצור פלזמה שהוא מרוכז על אזור המוקד של קרן העירור, בעוד אבלציה לייזר על משטחים מוצקים תפיק פלזמה מעל פני השטח של המדגם. הפלזמה מופקת על ידי התמקדות הקרינה האופטית על סדר 100 GW / 2 סנטימטר על פולסים התמוטטות שבריר שנייה. כדי לייצר פלזמה אבלציה לייזר, בדרך כלל על 1 GW / 2 סנטימטר הוא יותר מהדרוש. קרינת הפלזמה המושרית מפוזרת על ידי ספקטרומטר. רק לזמני עיכוב ספצי...

מינים מולקולריים אטומיים ודו אטומיים זמן נפתר נמדדים באמצעות LIBS. הספקטרום נאספים בעיכובי זמן שונים הבאים הדור של פלזמה התמוטטות אופטית עם Nd: YAG לייזר וקרינה מנותחים להסיק צפיפות אלקטרונים וטמפרטורה.

מדידה וניתוח של מימן אטומי והמולקולרי דו האטומי ALO, C<sub&gt; 2</sub&gt;, CN, וההתפלגות מושרה הלייזר הבא TIO הספקטרום אופטית

In this work, we present time-resolved measurements of atomic and diatomic spectra following laser-induced optical breakdown. A typical LIBS arrangement ...

המטרה הכללית של הניסוי הבא היא למדוד ולנתח חתימות ספקטרליות בעלות רזולוציה של זמן של פליטות אטומים ו/או מולקולות בעקבות יצירת ניצוץ מושרה לייזר. דבר זה מושג על ידי מיקוד קרינת לייזר פולסית באורך גל של 1064 nanometers על אזור מטרה לצורך פריצה באוויר או אבלציה של דגימה. כשלב שני, יש לכוונן את השהיית הזמן מרגע יצירת הפלסמה האופטית ועד לגילוי, כדי למדוד ספקטרה אטומית ו/או מולקולרית בעלת רזולוציה של זמן.בשלב הבא, אורך הגל והעוצמה משמשים לכיול הנתונים שהוקלטו כדי להכין את התוצאות הניסיוניות. לצורך השוואה עם תחזיות תיאורטיות, התקבלו תוצאות המראות כי ניתן להשתמש בטכניקה זו לקביעת טמפרטורה מתוך ספקטרום רקומבינציה של מולקולות דו-אטומיות, ולחקר האבולוציה לאורך זמן של מינים אטומיים ומולקולריים בפלזמה. היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון פריקה חשמלית, הוא שפריצה אופטית מושרית לייזר היא פשוטה יחסית לביצוע.שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום הבעירה, כגון הצתה בלייזר של נוזלים, מוצקים וגזים דליקים. ספקטרוסקופיה אטומית ומולקולרית מסייעת גם היא בהבנת תהליכי בעירה. למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנות לגבי תופעות המושרות בלייזר, ניתן ליישמה גם במערכות אחרות, כגון שיקוע אדים בפולסים (pulse vapor deposition).יתרה מכך, ניתוח ספקטרלי מפורט יכול לסייע בהבנת פלזמה אסטרופיזיקלית. באופן כללי, אנשים שאינם בקיאים בשיטה זו יתקשו בביצועה בשל הדרישות להשגת דיוק גבוה באורך הגל, בכיול ובכיול העוצמה, כדי להשיג תזמון מדויק וטוב ויחס אות לרעש טוב בנתונים הניסיוניים. הדגמות חזותיות של שיטה זו הן קריטיות.מכיוון ששלבי מדידת הזמנים המוקדמים קשים ללמידה עקב תופעות דינמיקה שונות ומתחרות של פלזמה, רכיבי ניסוי זה מותקנים על פני שני שולחנות אופטיקה. הלייזר נמצא על שולחן אחד, והספקטרומטר על השולחן השני.תרשים של מערך זה מוצג בסכימה זו; כדי לבצע את הניסויים, התחל עם לייזר neodymium YAG והפנה את הפלט שלו למפליט אלומות (beam splitter) המאפשר לאור באורך גל של 1064 nanometer לעבור דרכו. השתמש בגלאי פוטו מסוג PIN hive speed כדי להקליט חלק מקרינת הלייזר המוחזרת ממפליט האלומות. חבר גלאי פוטו זה לאוסצילוסקופ באמצעות כבל קואקסיאלי כדי לנטר את הפולס האופטי.לאחר ממיס הלוח (beam splitter), מראות השתקפות באיקראד מסדרות את הקרן במקביל לחריץ של הספקטרומטר. מראה זו מכוונת את הקרן במקביל לחריץ ובכיוון אל אלמנט מיקוד. השתמש בעדשה שעל במה להזזה (translation stage) כדי למקד את הקרן ליצירת פלזמה של פריצה אופטית (optical breakdown plasma) במקביל לחריץ הספקטרומטר.בשלב הבא, יש ליישר שתי עדשות קוורץ כדי לדמות את הפלזמה על הסリット (slit) עבור מדידות מעל 380 nanometers. מקמו מסנן חיתוך (cut on filter) בין שתי העדשות. לאחר יצירת הפלזמה, הספקטרום שלה יפוזר על ידי הספקטרומטר.הספקטרום נרשם על ידי מערך דיודות ליניארי מוגבר המחובר למנתח רב-ערוצי אופטי. התכוננו לרכישת נתונים על ידי חיבור מחולל פונקציות, המייצר גל משולש בתדר של 50 hertz, לתיבת כיור של מעגל חילוק בחמישה. השתמשו באות ה-10 hertz מאחד המוצאים של מעגל החילוק בחמישה כקלט למחולל השהיה דיגיטלי.השתמשו במוצא אחד של מחולל ההשהיה הדיגיטלי כדי לסנכרן את נורות הבזק ה-neodymium YAG לפעולה בתדר של 10 hertz. השתמשו במוצא נוסף ממחולל ההשהיה הדיגיטלי, דרך תיבת ה-sink, כדי לשלוט בטריגרים של מגביר מערך הדיודות ושל המנתח האופטי רב-العרוצי הפועלים בתדר של 50 hertz. לאחר מכן, העבירו את מוצא הטריגר הניתן לכיוונון של הלייזר לאוסצילוסקופ ולמחולל פולסים.לאחר מכן, חברו את המוצאים של מחולל הפולסים למערך הדיודות הליניארי המוגבר ולאוסצילוסקופ. לבסוף, חברו את ה-DDE הליניארי המוגבר למנתח הרב-ערוצי האופטי. נקטו את אמצעי הבטיחות הנדרשים לעבודה עם לייזרים.התחילו את המדידות על ידי הגדרת גנרטור הפונקציות להוצאת פולס משולש בתדר של 50 hertz. הכינו את הלייזר לפעולה על ידי הפעלת מערכת הקירור וספק הכוח שלו. לאחר מכן, הפעילו אותו באמצעות גנרטור הפולסים הדיגיטלי.הגדירו את רוחב השער (gate width) כדי לקבוע את משך החשיפה של מערך ה-DIO לקרינת פלזמה. הגדירו גם את זמן ההשהייה (delay time), הקובע כמה זמן להמתין לאחר הפריצה (breakdown) לפני איסוף הנתונים. התחילו את הפריצה האופטית באוויר, הדמיעו את המיקרו-פלזמה על חריץ הספקטרומטר והקליטו את הנתונים.לאחר איסוף נתוני הפלסמה, כבה את הלייזר כדי להתחיל בכיול של המערכת האופטית, הכוללת את הספקטרומטר, את מערך ה-DIO ואת המנתח האופטי הרב-ערוצי, במטרה לתקן אי-ליניאריות. במדידות הפלסמה, הנח נורות כיול סטנדרטיות במיקום שבו נוצרה הפלסמה. התאם את הנתונים שנאספו לאורכי גל ידועים כדי לקבל התאמה בין הפיקסלים לאורכי הגל באזורי הספקטרום הרלוונטיים, כדי להתחיל בכיול העוצמה.הדליקו מנורת טונגסטן ואפשרו לה להתחמם. לאחר מכן, השתמשו בפורומטר אופטי כדי למדוד את טמפרטורתה. בשלב הבא, מקמו את המנורה במקום שבו נוצר הפלזמה והשתמשו במכשיר כדי להקליט את הספקטרום שלה.השתמש בטמפרטורה שנמדדה כדי לחשב עקומת גוף שחור והשווה אותה לספקטרום שנמדד עבור כל אזור ספקטרלי שבו נעשה שימוש בספקטרומטר. קבע את היחס בין העוצמות האידיאליות לאלו שהוקלטו כפונקציה של אורך הגל. החל את הגורמים הללו כדי לתקן את הספקטרומים שהוקלטו בניתוח הנתונים הבא.כאן, המכשיר שימש להקלטת קו ה-balmer alpha של המימן במימן גזי בלחץ של 107 kilopascal. הספקטרה של 1000 אירועי פריקה אופטית עוקבים נפתרו לאורך גובה חריץ הספקטרומטר עבור השהיית זמן של 42 nanoseconds. ההסטה לאדום המקסימלית היא 1.2 nanometers.צפיפות האלקטרונים המקסימלית היא 0.32 כפול 10 בחזקת 25 אלקטרונים למטר מעוקב. מוצג כאן הספקטרום של המעבר האלקטרוני של טיטניום תחמוצת ממצב ה-PHI השלישייה המעורר הראשון למצב היסוד עם הפרשים ברמות התנודה השווים לאפס. הספקטרום שנמדד בשחור הוקלט באמצעות השהיית זמן של 95 microseconds, ורוחב שער של two microseconds באדום הוא התאמה לנתונים מאלגוריתם התאמה של elder mead תוך שימוש ברזולוציה ספקטרלית של 0.09 nanometers וטמפרטורה של 3, 300 kelvin.כדוגמה נוספת. זהו הספקטרום הרוטציוני-ויברציוני של אלומיניום מונוקסיד. המעבר הוא ממצבי הדובלט sigma plus המעוררים השניים למצב היסוד, עם הפרשי רמות ויברציוניות השווים לאפס.שוב, הספקטרום הנמדד מופיע בשחור. במקרה זה, השהיית הזמן הייתה 45 microseconds ורוחב השער חמישה microseconds. הספקטרום המותאם באדום חושב באמצעות רזולוציה ספקטרלית של 0.09 nanometers וטמפרטורה של 3,900 kelvin.בעת ביצוע הליך זה, חשוב לתעד פרמטרים מרכזיים של קרינת הלייזר, כגון רוחב הפולס, צורת הפולס במוקד ואנרגיית הפולס. חשוב גם לכייל ולכייל מחדש את הנתונים שתועדו לאחר ביצוע הליך זה. ניתן להשתמש בשיטות אחרות, כגון פלואורסצנציה מושרית לייזר (LIF), כדי לענות על שאלות נוספות, כגון ההתפלגות המרחבית של מינים בפלזמה.לאחר פיתוחו המוקדם, סלל טכניקה זו את הדרך לספקטרוסקופיה בהשראת לייזר לצורך ניתוח דגימות מרחוק, לדוגמה, ניתוח של סלעים מאדמה על פני מאדים. לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה טובה לגבי האופן שבו מקליטים נתונים ברזולוציית זמן.ספקטרה אל תשכחו שקרינת לייזר עלולה להיות מסוכנת ביותר ושיש לנקוט תמיד באמצעי זהירות, כגון הרכבת משקפי מגן ללייזר, בזמן שהלייזר פועל.

measurement-analysis-atomic-hydrogen-diatomic-molecular-alo-c2-cn-tio

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

יכולות זיהוי LIBS על simulants הקרקע נבדקו באמצעות מגוון של אנרגיות דופק ופרמטרי עיתוי. עקומות כיול שימשו לקביעת מגבלות זיהוי ורגישויות לפרמטרים שונים. באופן כללי, התוצאות הראו שלא הייתה ירידה משמעותית ביכולות זיהוי באמצעות אנרגיות דופק נמוכות וגילוי שאינו מגודרת.

תלות של תוצאות ספקטרוסקופיה ההתפלגות מושרה לייזר על אנרגיות דופק ופרמטרים תזמון שימוש Simulants קרקע

ספקטרוסקופיה התמוטטות מושרה לייזר מבוצעת על איבר דק ורקמת גידול זוהתה בהצלחה אלמנטים טבעיים וגדוליניום המוזרק באופן מלאכותי (ה '), שהונפקו מחלקיקים המבוססים על ה'. תמונות של יסודות כימיים הגיעו לרזולוציה של 100 מיקרומטר ורגישות תת מ"מ כמותית. התאימות של ההתקנה עם מיקרוסקופיה אופטית סטנדרטית, מדגישה את הפוטנציאל שלה כדי לספק מספר רב של תמונות מאותה רקמה ביולוגית.

ספקטרוסקופיה התפלגות מושרה לייזר: גישה חדשה למיפוי של Nanoparticle וכימות ברקמות איברים

פיתוח של חומרים אבלטיביים חדשים והמודלים המספריים שלהם דורש מחקר ניסיוני מקיף. פרוטוקול זה מתאר נהלים לאפיון תגובת חומר בזרימות פלזמה כאשר טכניקות הליבה הן שיטות לא פולשניות למעקב אחר נסיגת החומר יחד עם הכימיה בשכבת הגבול הריאקטיבית על ידי ספקטרוסקופיה של פליטה.

חקירת Layer פליטה ספקטרליים Boundary במהלך פולשני חומר בדיקה ב Plasmatron

אנו מציגים פרוטוקול ליצירת סרט בזמן אמת של חבילת גל סיבוב מולקולרי באמצעות מערך הדמיית פיצוץ קולומב ברזולוציה גבוהה.

הדמיה ישירה של סיבוב מולקולרי מהיר ליזר מונחה

עבור מינים כיראלי קטן, קולון פיצוץ הדמיה מספקת גישה חדשה כדי לקבוע את יד של מולקולות בודדות.

הפיצוץ הקולומבית הדמיה ככלי להבחנה בין Stereoisomers

אנחנו לפברק מתכת/LaAlO3-/SrTiO-3 -heterostructures באמצעות שילוב של לייזר פעמו התצהיר בחיי עיר מגנטרון התזה. דרך magnetotransport, בחיי עיר רנטגן photoelectron ספקטרוסקופיה ניסויים, נחקור פעולת הגומלין בין תופעות אלקטרוסטטית וכימי של הגז אלקטרון מימדי בדאנטה נוצר במערכת זו.

צמיחה ו Electrostatic/כימי מאפיינים של מתכת/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

כאן, אנו מציגים את הפרוטוקולים של ניתוחים דיפרנציאלית-זיהוי של זמן לפתור אינפרא-אדום הרטט ספקטרוסקופיה ו אלקטרון עקיפה המאפשרים אבחנת העיוותים של מבנים מקומיים סביב photoexcited מולקולות ב טורי גביש נוזלי, נותן מבט אטומית על הקשר בין המבנה את הדינמיקה של החומר photoactive.

טכניקות הרומן להתבוננות מבניים הדינמיקה של גביש נוזלי Photoresponsive

במהלך אינדוקציה ואקום ההיתוך, ספקטרוסקופיית התמוטטות הנגרמת לייזר משמש לביצוע ניתוח כמותי בזמן אמת של רכיבי המרכיב העיקרי של סגסוגת מותכת.

אנליזה כמותית של אינדוקציה ואקום התכה על-ידי ספקטרוסקופיית לייזר המושרה

אנו מציגים פרוטוקול דורשים בדיקה מרביים הרטט coherences ב polyatomic קטיונים רדיקלי כי התוצאה דיסוציאציה מולקולרית.

מדידה של מרביים הרטט Coherences ב Polyatomic רדיקלית קטיונים עם יינון אנווריאנטים חזק-שדה

כאן, אנו משתמשים במייצב פולימרי כדי להכין מתלי מסגרת מתכתית-אורגנית (MOF) המציגים פיזור מופחת במידה ניכרת בספקטרום מצב הקרקע והבליעה הארעית שלהם. עם השעיות MOF אלה, הפרוטוקול מספק הנחיות שונות לאפיון ה- MOFs באופן ספקטרוסקופי כדי להניב נתונים הניתנים לפרשנות.

מדריך טכני לביצוע מדידות ספקטרוסקופיות במסגרות מתכת-אורגניות

למד מדידת פליטות אטומיות ומולקולריות בפלזמה שנוצרה על ידי לייזר. חקור את האבולוציה הזמנית של ספקטרום, צפיפות האלקטרונים והטמפרטורה בפלזמה באמצעות ספקטרוסקופיית שבירת לייזר.

מדידה וניתוח של מימן אטומי והמולקולרי דו האטומי ALO, C

גלה סרטונים נוספים